「恥ずかしがっていたと感じ取れなかった」は英訳すれば、「I didn't get the sense that he was shy.」や「I didn't get the feeling that he was shy.」といえます。
2つの英文は両方とも同じ意味です。英文の違いは「get the sense」と「get the feeling」だけです。 両方は「感じ取る」を表します。
もちろん、相手は女性でしたら、「he」の代わりに「she」を変更できます。
おっしゃられている内容は以下のようにも表現できると思いました(*^_^*)
I didn't realize she was embarrassed.
「私は彼女が恥ずかしがっていたことに気づかなかった」
realizeはnoticeに変えても良いです。
「気づく、認識する」の意味です。
embarrassedは「恥ずかしい」という意味の形容詞です。
以上です。
少しでも参考になれば幸いです(*^_^*)
★★大阪カフェレッスン英会話講師KOGACHI